Wird Rotwein im Holzfass gelagert, kommt es meist zu einer Intensivierung und Stabilisierung der Weinfarbe. Ursache ist der durch die Fassdauben diffundierende Sauerstoff, der Ethanol zu Acetaldehyd oxidiert. Dieses bildet Ethylidenbrücken zwischen Anthocyanen und Flavanolen, wodurch intensiv violett gefärbte Pigmente entstehen. Bisher wurden nur die dimeren ethyliden-verbrückten Anthocyan-Flavanol Addukte umfassend erforscht, die jedoch im Wein nicht stabil sind und zu Folgeprodukten reagieren. Deren Struktur ist bisher wenig erforscht. Ein Ziel dieser Arbeit bestand daher darin, die Reaktionsprodukte der ethyliden-verbrückten Anthocyan-Flavanol Dimere im Rotwein zu untersuchen. Dabei wurden erstmals Polyphenoladdukte mit bis zu drei Ethylidenbrücken massenspektrometrisch nachgewiesen. Dies zeigt, dass Weinpigmente durch die Bildung mehrerer Ethylidenbrücken polymerisieren können. Es wurden außerdem mehrere Pigmente gefunden, bei denen ein Anthocyan über zwei Ethylidenbrücken mit anderen Polyphenolen verbunden war. Dies widerlegt die bisherige Annahme, dass sich Anthocyane nur in terminalen Positionen eines polymeren Pigments befinden können. Durch die Quantifizierung ethyliden-verbrückter Di- und Trimere mittels Massenspektrometer wurde deutlich, dass diese Pigmente in höheren Konzentrationen im Rotwein vorliegen als bisher publiziert. Es zeigte sich außerdem, dass bis zu 50 % der durch den Sauerstoff bewirkten Abnahme von Anthocyanen und Flavanolen auf die Bildung ethyliden-verbrückter Di- und Trimere, sowie Vitisin B zurückführen lassen. Heute werden in der Weinbereitung häufig Edelstahltanks eingesetzt, bei denen es, anders als in Holzfässern, kaum zu Sauerstoffeinträgen kommt. Eine Farbstabilisierung kann somit nicht stattfinden. Dem Rotwein können stattdessen durch das Verfahren der Mikrooxygenierung geringe Mengen Sauerstoff kontrolliert zugesetzt werden. Bei manchen Weinen führt dies jedoch zu einer verringerten Farbintensität statt zu einer Farbvertiefung. Anhand der insgesamt 21 im Rahmen dieser Arbeit untersuchten Weine zeigte sich, dass Sauerstoff nur dann zu einer intensiveren Weinfarbe führt, wenn das Verhältnis von Tanninen zu Anthocyanen (TAV) unter einem Wert von 3 lag. Die Zunahme der Farbintensität war außerdem negativ mit den spektralphotometrisch zu bestimmenden kleinen (SPP) und großen polymeren Pigmenten (LPP) korreliert, sodass Sauerstoff nur bei geringen Konzentrationen dieser Pigmente zu höheren Farbintensitäten führte. Zudem wurde während der Mikrooxygenierung keine weitere Intensivierung der Weinfarbe erzielt, wenn der Gehalt der LPP den der SPP überstieg. Da LPP aufgrund ihrer Molekülgröße auch eine geringere Löslichkeit aufweisen, sollte ihre übermäßige Bildung vermieden werden. Die Bestimmung von TAV, SPP und LPP erlaubt es somit, die Wirkung von Sauerstoff auf die Weinfarbe vor der Anwendung der Mikrooxygenierung einschätzen und den Sauerstoffzusatz zu beenden, wenn aufgrund der analytischen Daten eine weitere Steigerung der Farbintensität nicht zu erwarten ist. In einem weiteren Teil der Arbeit wurde untersucht, wie sich die Mikrooxygenierung auf die Lagerfähigkeit der Rotweine auswirkt, da Sauerstoff zu einer beschleunigten Reifung führen kann. Dabei zeigte sich, dass die Farbe des mikrooxygenierten Weines auch nach einer 12-monatigen Flaschenlagerung noch stabiler war als in der entsprechenden Kontrollvariante und der Effekt damit nachhaltig. In Geruch und Geschmack unterschied sich der mikrooxygenierte Wein hingegen nicht von der Kontrolle. Mikrooxygenierte Weine sind damit ebenso lagerfähig, wie ohne Sauerstoffzugabe erzeugte Weine.

In this thesis, we deal with the finite group of Lie type \(F_4(2^n)\). The aim is to find information on the \(l\)-decomposition numbers of \(F_4(2^n)\) on unipotent blocks for \(l\neq2\) and \(n\in \mathbb{N}\) arbitrary and on the irreducible characters of the Sylow \(2\)-subgroup of \(F_4(2^n)\). S. M. Goodwin, T. Le, K. Magaard and A. Paolini have found a parametrization of the irreducible characters of the unipotent subgroup \(U\) of \(F_4(q)\), a Sylow \(2\)-subgroup of \(F_4(q)\), of \(F_4(p^n)\), \(p\) a prime, for the case \(p\neq2\). We managed to adapt their methods for the parametrization of the irreducible characters of the Sylow \(2\)-subgroup for the case \(p=2\) for the group \(F_4(q)\), \(q=p^n\). This gives a nearly complete parametrization of the irreducible characters of the unipotent subgroup \(U\) of \(F_4(q)\), namely of all irreducible characters of \(U\) arising from so-called abelian cores. The general strategy we have applied to obtain information about the \(l\)-decomposition numbers on unipotent blocks is to induce characters of the unipotent subgroup \(U\) of \(F_4(q)\) and Harish-Chandra induce projective characters of proper Levi subgroups of \(F_4(q)\) to obtain projective characters of \(F_4(q)\). Via Brauer reciprocity, the multiplicities of the ordinary irreducible unipotent characters in these projective characters give us information on the \(l\)-decomposition numbers of the unipotent characters of \(F_4(q)\). Sadly, the projective characters of \(F_4(q)\) we obtained were not sufficient to give the shape of the entire decomposition matrix.

The design of the fifth generation (5G) cellular network should take account of the emerging services with divergent quality of service requirements. For instance, a vehicle-to-everything (V2X) communication is required to facilitate the local data exchange and therefore improve the automation level in automated driving applications. In this work, we inspect the performance of two different air interfaces (i.e., LTE-Uu and PC5) which are proposed by the third generation partnership project (3GPP) to enable the V2X communication. With these two air interfaces, the V2X communication can be realized by transmitting data packets either over the network infrastructure or directly among traffic participants. In addition, the ultra-high reliability requirement in some V2X communication scenarios can not be fulfilled with any single transmission technology (i.e., either LTE-Uu or PC5). Therefore, we discuss how to efficiently apply multi-radio access technologies (multi-RAT) to improve the communication reliability. In order to exploit the multi-RAT in an efficient manner, both the independent and the coordinated transmission schemes are designed and inspected. Subsequently, the conventional uplink is also extended to the case where a base station can receive data packets through both the LTE-Uu and PC5 interfaces. Moreover, different multicast-broadcast single-frequency network (MBSFN) area mapping approaches are also proposed to improve the communication reliability in the LTE downlink. Last but not least, a system level simulator is implemented in this work. The simulation results do not only provide us insights on the performances of different technologies but also validate the effectiveness of the proposed multi-RAT scheme.

The complexity of modern real-time systems is increasing day by day. This inevitable rise in complexity predominantly stems from two contradicting requirements, i.e., ever increasing demand for functionality, and required low cost for the final product. The development of modern multi-processors and variety of network protocols and architectures have enabled such a leap in complexity and functionality possible. Albeit, efficient use of these multi-processors and network architectures is still a major problem. Moreover, the software design and its development process needs improvements in order to support rapid-prototyping for ever changing system designs. Therefore, in this dissertation, we provide solutions for different problems faced in the development and deployment process of real-time systems. The contributions presented in this thesis enable efficient utilization of system resources, rapid design & development and component modularity & portability. In order to ease the certification process, time-triggered computation model is often used in distributed systems. However, time-triggered scheduling is NP-hard, due to which the process of schedule generation for complex large systems becomes convoluted. Large scheduler run-times and low scalability are two major problems with time-triggered scheduling. To solve these problems, we present a modular real-time scheduler based on a novel search-tree pruning technique, which consumes less time (compared to the state-of-the-art) in order to schedule tasks on large distributed time-triggered systems. In order to provide end-to-end guarantees, we also extend our modular scheduler to quickly generate schedules for time-triggered network traffic in large TTEthernet based networks. We evaluate our schedulers on synthetic but practical task-sets and demonstrate that our pruning technique efficiently reduces scheduler run-times and exhibits adequate scalability for future time-triggered distributed systems. In safety critical systems, the certification process also requires strict isolation between independent components. This isolation is enforced by utilizing resource partitioning approach, where different criticality components execute in different partitions (each temporally and spatially isolated from each other). However, existing partitioning approaches use periodic servers or tasks to service aperiodic activities. This approach leads to utilization loss and potentially leads to large latencies. On the contrary to the periodic approaches, state-of-the-art aperiodic task admission algorithms do not suffer from problems like utilization loss. However, these approaches do not support partitioned scheduling or mixed-criticality execution environment. To solve this problem, we propose an algorithm for online admission of aperiodic tasks which provides job execution flexibility, jitter control and leads to lower latencies of aperiodic tasks. For safety critical systems, fault-tolerance is one of the most important requirements. In time-triggered systems, modes are often used to ensure survivability against faults, i.e., when a fault is detected, current system configuration (or mode) is changed such that the overall system performance is either unaffected or degrades gracefully. In literature, it has been asserted that a task-set might be schedulable in individual modes but unschedulable during a mode-change. Moreover, conventional mode-change execution strategies might cause significant delays until the next mode is established. In order to address these issues, in this dissertation, we present an approach for schedulability analysis of mode-changes and propose mode-change delay reduction techniques in distributed system architecture defined by the DREAMS project. We evaluate our approach on an avionics use case and demonstrate that our approach can drastically reduce mode-change delays. In order to manage increasing system complexity, real-time applications also require new design and development technologies. Other than fulfilling the technical requirements, the main features required from such technologies include modularity and re-usability. AUTOSAR is one of these technologies in automotive industry, which defines an open standard for software architecture of a real-time operating system. However, being an industrial standard, the available proprietary tools do not support model extensions and/or new developments by third-parties and, therefore, hinder the software evolution. To solve this problem, we developed an open-source AUTOSAR toolchain which supports application development and code generation for several modules. In order to exhibit the capabilities of our toolchain, we developed two case studies. These case studies demonstrate that our toolchain generates valid artifacts, avoids dirty workarounds and supports application development. In order to cope with evolving system designs and hardware platforms, rapid-development of scheduling and analysis algorithms is required. In order to ease the process of algorithm development, a number of scheduling and analysis frameworks are proposed in literature. However, these frameworks focus on a specific class of applications and are limited in functionality. In this dissertation, we provide the skeleton of a scheduling and analysis framework for real-time systems. In order to support rapid-development, we also highlight different development components which promote code reuse and component modularity.

Sandwichelemente aus Stahlbeton genügen zahlreichen Ansprüchen hinsichtlich energetischer, wirtschaftlicher, architektonischer und gestalterischer Gesichtspunkte sowie tragfähiger Konstruktionen. Neben Sandwichwänden können Sandwichelemente auch als biegebeanspruchte Bauteile wie Sandwichdecken oder Sandwichdächer eingesetzt werden. Das große Potential solcher Elemente kann jedoch aufgrund fehlender Kenntnisse bezüglich des Last-Verformungs-Verhaltens bisher nicht ausgeschöpft werden. Das Tragverhalten von Stahlbetonsandwichelementen wird maßgeblich durch die Rissbildung in den Betonschichten beeinflusst. Während die Berücksichtigung der Rissbildung beispielsweise bei der Verformungsberechnung von biegebeanspruchten Stahlbetonbauteilen schon intensiv erforscht wurde und realitätsnah beschrieben werden kann, steht die Entwicklung einer abschnittsweisen Berücksichtigung der reduzierten Dehn- und Biegesteifigkeiten infolge der Rissbildung für biegebeanspruchte Sandwichelemente aufgrund der höheren Komplexität noch am Anfang. Bisher existieren nur Modelle, die die Rissbildung im Beton von Sandwichelementen für die Berechnung der Teilschnittgrößen und der Verformung näherungsweise berücksichtigen. Die Anwendung dieser Rissmodelle ist aber aufgrund verschiedener Annahmen und Vereinfachungen, die diesen Modellen zugrunde liegen, für die in dieser Arbeit untersuchten Sandwichelemente mit Stahlbetontragschichten nicht geeignet. Mithilfe eines realitätsnahen Ansatzes zur Bestimmung des Schubmoduls eines Dämmstoffes, der Auswahl eines geeigneten Verfahrens zur Berechnung des Last- Verformungs-Verhaltens eines Stahlbetonbauteils einschließlich der Berücksichtigung der Rissbildung sowie eines Modellvorschlags zur Nachrechnung der Schubversuche an Sandwichelementen wird ein eigenes Ingenieurmodell zur Nachrechnung des Last- Verformungs-Verhaltens von biegebeanspruchten Sandwichelementen entwickelt. Aufbauend auf diesem Ingenieurmodell erfolgt die Erstellung eines Berechnungswerkzeuges. Anhand der Nachrechnung zahlreicher Versuchsergebnisse kann gezeigt werden, dass mit diesem Berechnungswerkzeug eine sehr gute Übereinstimmung der rechnerisch ermittelten mit den im Versuch bestimmten Last-Verformungs-Kurven erzielt werden kann. Das neue Ingenieurmodell berücksichtigt sowohl die reduzierten Dehn- und Biegesteifigkeiten infolge der Rissbildung als auch abschnittsweise unterschiedlich große Schubsteifigkeiten der Kernschicht, die sich aus der Anordnung von stiftförmigen Verbundmitteln ergeben. Basierend auf dem Ingenieurmodell sowie den umfangreichen experimentellen Untersuchungen zum Last-Verformungs-Verhalten von Sandwichelementen wird ein Berechnungswerkzeug sowie ein Bemessungskonzept für Stahlbetonsandwichelemente mit stiftförmigen Verbundmitteln vorgestellt. Damit konnte ein Fortschritt erzielt und die Grundlage für den Einsatz von Sandwichelementen mit Stahlbetontragschichten sowie einer Kernschicht aus Dämmstoffplatten und stiftförmigen Verbundmitteln gelegt werden.